CN104481906A - 一种可智能选择电压的散热风扇控制电路及计算机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可智能选择电压的散热风扇控制电路及计算机，其包括电源主功率模块，与其连接的电源接口，与电源接口连接，可根据***环境温度来选择运行或停止并可在运行时对散热风扇转速自动调整的主控制电路；以及在***温升不高主控制电路未启动运行或电源关闭后停止运行时使散热风扇运转的辅助电路。通过主控制电路和辅助电路相互配合，在***开温升不高时以及在***关机后选择辅助电路以较低的辅助电压供电给散热风扇，提供一个稳定的低工作电压，减少损耗和噪音，将主机内的热量排出，达到有效散热。在***工作一段时间后选择主控制电路高工作电压供电给散热风扇F，同时在此电压下调整散热风扇的转速，实现对散热风扇多段智能控制。

Description

一种可智能选择电压的散热风扇控制电路及计算机

技术领域

本发明涉及电子产品散热技术领域，尤其涉及一种可智能选择电压的散热风扇控制电路及计算机。

背景技术

目前， 在电子产品盛行的时期，计算机被广泛使用，在使用计算的过程中，计算机内部电子元件运行会消耗大量的功率，而这些很大一部分以热量的方式散发出去，造成计算机内部温度的升高，而大多数电子元件会因为环境温度的升高而影响其电性品质且缩短使用寿命，为解决此问题，一般是在计算机内装设散热风扇，利用散热风扇来达到降低温度的作用，保证计算机内电子元件的正常工作，。

计算机内通常包括由交流电转为直流电的驱动电源12V和辅助电源5VSB，一般的设计是给散热风扇施加12V的驱动电源电压，散热风扇在此电压下一直以一固定的转速进行运转，但会存在一些缺陷，如计算机在开机至关机这段时间内，散热风扇均是以一不变的速度运行，故散热风扇要一直保持告诉的运转以保证计算机内温度最高时也能散热，散热风扇消耗更多功率，甚至影响使用寿命，鉴于此问题，一些开发者设计出一种新的散热风扇运转电路，此电路可以根据***温度的变化而调整散热风扇的转速，如，中国新型授权专利，授权公告号为CN201638134U中公开一种散热风扇的控制电路，此控制电路主要由与12V的驱动电源电压连接的三极管，电阻和感温元件这些元器件组成，在开机时间段内，在12V驱动电源电压供电的时间内，散热风扇的转速可依发热感温电子元件的温度变化而进行调整，以避免散热风扇长期处在高速运转下，达到降低功率损耗的目的，但是依然会存在如下的缺陷。

当刚开机较低温度，计算机内的温升不高时，散热风扇虽然能降速，但依然是在12V驱动电源电压下运行，此控制电路的损耗仍然比较大。

因此，有必要提供一种新的散热风扇控制电路及计算机，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可智能选择电压的散热风扇控制电路，能够实现根据温度变化智能选择散热风扇运转电压并在不同电压下自动调整控制散热风扇转速，达到良好散热的同时降低损耗。

实现上述目的的技术方案是：一种可智能选择电压的散热风扇控制电路，与散热风扇相连接，其特征在于，包括电源主功率模块，与所述电源主功率模块连接的电源接口（DY），所述电源接口包括工作电源第一引脚和第二引脚在***开机时分别输出工作电源电压12V和5V，以及辅助电源引脚输出辅助电压5VSB；连接于第一引脚的主控制电路，连接于第二引脚和辅助电源引脚的辅助电路，其中，所述主控制电路可根据***环境温度来选择运行或停止并可在运行时对所述散热风扇转速自动调整；所述辅助电路可在***温升不高使主控制电路未启动运行或第一引脚上的电源关闭使主控制电路停止运行时继续使散热风扇运转。

在上述技术方案中，所述主控制电路包括热敏电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、第二NPN三极管、第二PNP三极管和第三电阻以及控制开关组件，所述热敏电阻的一端连接控制开关组件和第一分压电阻的一端、第一分压电阻的另一端与第二分压电阻的一端连接，第二分压电阻的另一端接地，第一分压电阻和第二分压电阻串联的连接点与第二NPN三极管的基极相连接，第二NPN三极管的集电极与第三电阻的一端连接，第二NPN三极管的发射极接地，第三电阻的另一端与第二PNP三极管的基极相连，第二PNP三极管的集电极与散热风扇正极连接，第二PNP三极管的发射极与热敏电阻的另一端连接。

在上述技术方案中，所述热敏电阻、第一分压电阻、第二分压电阻根据***温度变化可使控制开关组件导通或断开，以此控制散热风扇运行或停止。

在上述技术方案中，所述控制开关组件为MOS管与第四电阻和第五电阻连接组成。

在上述技术方案中，所述控制开关组件MOS管也可用PNP型三极管和NPN型三极管组合代替。

在上述技术方案中，所述辅助电路包括连接在第二引脚和参考地端之间的蓄能模块以及连接在辅助电源引脚和散热风扇正极之间的电子开关，所述蓄能模块用辅助电源引脚提供的电能驱动电子开关导通，使所述散热风扇由辅助电源引脚供电工作。

在上述技术方案中，所述蓄能模块包括依次相串联的整流二极管、限流电阻和蓄能电容，其中整流二极管的阳极与第二引脚连接，整流二极管的阴极与限流电阻的一端连接，限流电阻的另一端与和蓄能电容的阳极连接，蓄能电容的阴极与接地端GND连接。

在上述技术方案中，所述电子开关包括二极管、第一NPN型三极管、第一PNP型三极管、第六电阻和第七电阻；所述第七电阻的一端与蓄能模块连接，第七电阻的另一端与第一 NPN型三极管的基极相连接，第一NPN型三极管的发射极接地，第一NPN型三极管的集电极与第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端与第一PNP 型三极管的基极连接，第一PNP 型三极管的集电极与散热风扇的正极连接，第一PNP 型三极管的发射极与二极管的阴极连接，二极管的阳极与辅助电源引脚连接。

在上述技术方案中，所述电子开关可采用MOS管实现控制开关功能。

本发明的另一目的在于提供一种计算机，包括上述散热风扇的控制电路，具有散热性能良好并能降低功耗且对散热风扇转速自动调整控制的有益效果。

     本发明的可智能选择电压的散热风扇控制电路及计算机与现有技术相比，可智能选择供给散热风扇不同电路，即在***开机后刚开始工作和较低温度时以及在***关机后选择辅助电路以较低的辅助电压+5VSB供电给散热风扇F，提供一个稳定的低工作电压，一定程度上减少损耗和噪音，将主机内的剩余热量排出，达到有效散热，延缓主机和电子元器件的使用寿命。在***工作一段时间后温度比较高时选择主控制电路以+12V供电给散热风扇F，同时在此电压下调整散热风扇的转速，实现对散热风扇的调整和控制，实现多段智能控制。

附图说明

图1本发明可智能选择电压的散热风扇控制电路及计算机的控制电路原理图；

图2是图1中蓄能模块201的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，本技术领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明提供的可智能选择电压的散热风扇控制电路包括主控制电路和辅助电路，可智能选择供给散热风扇不同电路，即在***开机后刚开始工作和较低温度时以及在***关机后选择辅助电路以较低的辅助电压+5VSB供电给散热风扇，提供一个稳定的低工作电压，一定程度上减少损耗和噪音，将主机内的剩余热量排出，达到有效散热，延缓主机和电子元器件的使用寿命。在***工作一段时间后温度比较高时选择主控制电路以+12V供电给散热风扇F，同时在此电压下调整散热风扇的转速，实现对散热风扇的调整和控制，实现多段智能控制。

图1是本发明实施例提供的可智能选择电压的散热风扇控制电路原理图，图2是图1中蓄能模块201的电路原理图。如图所示，散热风扇控制电路包括电源主功率模块(未图示)，与所述电源主功率模块连接的电源接口DY，所述电源接口DY包括工作电源第一引脚PIN1和第二引脚PIN2以及辅助电源引脚PIN3，其中，计算机通电后，电源主功率模块将220V 交流市电转换成直流电，通过电源接口DY的辅助电源引脚PIN3始终输出+5VSB辅助电压，并在***开机状态下通过电源接口DY的工作电源第一引脚PIN1和第二引脚PIN2分别输出+12V和+5V***工作电源电压。与所述电源接口DY的第一引脚PIN1连接，可根据***环境温度来选择运行或停止并对所述散热风扇转速调整的主控制电路100；与所述电源接口DY的第二引脚PIN2和辅助电源引脚PIN3连接，可在***温升不高使所述主控制电路100未启动运行或第一引脚上的电源关闭后使主控制电路100停止运行时使散热风扇运转的辅助电路200，所述主控制电路100和辅助电路200分别与散热风扇F相连接。

所述主控制电路100包括热敏电阻PTC1、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第二NPN三极管Q1、第二PNP三极管Q2和第三电阻R3以及控制开关组件K，所述热敏电阻PTC1的一端连接控制开关组件K和第一分压电阻R1的一端、第一分压电阻R1的另一端与第二分压电阻R2的一端连接，第二分压电阻R2的另一端接地，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联的连接点与第二NPN三极管Q1的基极相连接，第二NPN三极管Q1的集电极与第三电阻R3的一端连接，第二NPN三极管Q1的发射极接地，第三电阻R3的另一端与第二PNP三极管Q2的基极相连，第二PNP三极管Q2的集电极与散热风扇F正极连接，第二PNP三极管Q2的发射极与热敏电阻PTC1的另一端连接。

其中，所述主控制电路100中所述热敏电阻PTC1、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2根据***温度变化可使控制开关组件K导通或断开，以此控制与其连接的散热风扇F是否接通工作电源电压12V第一引脚PIN1，进行在12V电源电压下运行或停止。在该实施例中，所述控制开关组件K选为MOS管与第四电阻（R4）和第五电阻（R5）连接组成。当然，所述控制开关组件K也可为其他可起到开关组件作用的电子元器件，如PNP型三极管和NPN型三极管组合代替。

所述辅助电路200包括连接在第二引脚PIN2和接地端GND之间的蓄能模块201以及连接在辅助电源引脚PIN3和散热风扇F正极之间的电子开关202，所述蓄能模块201用辅助电源引脚PIN3提供的电能驱动电子开关202导通，以使所述散热风扇F由辅助电源引脚PIN3供电工作。

其中，所述蓄能模块201包括依次相串联的整流二极管D2、限流电阻R8和蓄能电容C1，其中整流二极管D2的阳极与所述第二引脚PIN2连接，整流二极管D2的阴极与限流电阻R8的一端连接，限流电阻R8的另一端与和蓄能电容C1的阳极连接，蓄能电容C1的阴极与接地端GND连接。

其中，在该实施例中，所述电子开关202包括二极管D1、第一NPN型三极管Q5、第一PNP型三极管Q4、第七电阻R7和第六电阻R6；所述第六电阻R6的一端与蓄能模块201连接，第六电阻R7的另一端与第一NPN型三极管Q5的基极相连接，第一NPN型三极管Q5的发射极接地，第一NPN型三极管Q5的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第一PNP 型三极管Q4的基极连接，第一PNP 型三极管Q4的集电极与散热风扇F的正极连接，第一PNP 型三极管Q4的发射极与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极与辅助电源引脚PIN3连接。其中，所述电子开关202也可采用MOS管实现控制开关功能。

本发明的工作原理如下：

在主机开启后，如上所述，通过电源接口DY的辅助电源引脚PIN3始终输出+5VSB辅助电压，通过电源接口DY的工作电源第一引脚PIN1和第二引脚PIN2分别输出+12V和+5V***工作电源电压，+12V工作电源电压经过热敏电阻PTC1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压，调整电路阻值。而热敏电阻PTC1的阻值感应电源内部温度而改变，在***刚开始工作时，***内部的温度比较低，热敏电阻PTC1阻值较大，热敏电阻PTC1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2以及第四电阻R4和第五电阻R5构成的分压电路使开关控制组件K即MOS管Q3的工作电压(具体电压值根据实际需要和不同MOS管来确定)不足而成关断状态，整个主控制电路100呈开路状态，电压无法通过第二PNP三极管Q1的CE结为散热风扇F供电，故可以减少损耗。此时由延时电路200中的辅助电压+5VSB供电给散热风扇F，提供一个稳定的低工作电压。

当***工作一小段时间后，温度逐渐上升至某一M温度值时(M温度值可根据MOS管Q3和热敏电阻PTC1以及R1和分压电阻R1、R2来计算确定)，热敏电阻PTC1阻值逐渐减少到对应的阻值后，由热敏电阻PTC1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2以及第四电阻R4和第五电阻R5构成的分压电路使开关控制组件K即MOS Q3管刚好达到工作电压(具体电压值根据实际需要和不同MOS管Q3来确定)而导通连接第二NPN三极管Q1和第二PNP三极管Q2，并且随着温度继续逐渐上升，第二NPN三极管Q1和第二PNP三极管Q2导通能力加强，它们的CE结阻值减小，工作电源电压通过第二PNP三极管Q2的CE极对散热风扇F的供电增加，散热风扇 F运转速度加快，反之电源内部温度降低时，散热风扇F运转速度减慢，当温度逐渐降低至所述M温度值或小于M温度值时，热敏电阻PTC1阻值逐渐减少到对应的阻值后，由热敏电阻PTC1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2以及第四电阻R4和第五电阻R5构成的分压电路使开关控制组件K即MOS管Q3未能达到工作电压(具体电压值根据实际需要和不同MOS管来确定)而断开，整个主控制电路100呈开路状态，电压无法通过第二PNP三极管Q2的CE结为散热风扇F供电，故可以减少损耗。此时由延时电路200中的辅助电压+5VSB供电给散热风扇F，提供一个稳定的低工作电压。

当***关机后，+12V和+5V***工作电源电压便不存在，***内仅为5VSB辅助电压的持续输出，其他各组电压关闭输出；因在开机状态下，蓄能模块201通过工作电源电压第二引脚PIN2和整流二极管D2以及限流电阻R8为蓄能电容C1充电。故此时蓄能模块201中的蓄能电容C1已存有一定量的电量，可以为第一NPN型三极管Q5和第一PNP型三极管Q4提供导通电压，第一 NPN型三极管Q5和第一PNP型三极管Q4导通，同时+5VSB辅助电压通过二极管D1和第一 PNP型三极管Q4的CE结对散热风扇F供电，散热风扇F持续运转，将聚集在***主机内的余热排出去；当蓄能电容C1两端的电压过小，无法为第一NPN型三极管Q5和第一PNP型三极管Q4提供导通电压，第一NPN型三极管 Q5和第一PNP型三极管Q4截止，散热风扇F无电压启动而停止转动。可通过各项参数合理选用蓄能电容C1，使其能够满足散热风扇将***主机内的余热排出去。

本发明实施例还提供一种包括上述可智能选择电压的散热风扇控制电路的计算机。

综上所述，上述发明的可智能选择电压的散热风扇控制电路及计算机，可智能选择供给散热风扇不同电路，即在***开机后刚开始工作和较低温度时以及在***关机后选择辅助电路以较低的辅助电压+5VSB供电给散热风扇，提供一个稳定的低工作电压，一定程度上减少损耗和噪音，将主机内的热量排出，达到有效散热，延缓主机和电子元器件的使用寿命。在***工作一段时间后温度比较高时选择主控制电路以+12V供电给散热风扇F，同时在此电压下调整散热风扇的转速，实现对散热风扇的调整和控制，实现多段智能控制。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种可智能选择电压的散热风扇控制电路，与散热风扇（F）相连接，其特征在于，包括：电源主功率模块，与所述电源主功率模块连接的电源接口（DY），所述电源接口（DY）包括工作电源第一引脚（PIN1）和第二引脚（PIN2）在***开机时分别输出工作电源电压12V和5V，以及辅助电源引脚（PIN3）输出辅助电压5VSB；连接于第一引脚（PIN1）的主控制电路（100），连接于第二引脚（PIN2）和辅助电源引脚（PIN3）的辅助电路（200），其中，

所述主控制电路（100）可根据***环境温度来选择运行或停止并可在运行时对所述散热风扇转速自动调整；所述辅助电路（200）可在***温升不高使主控制电路（100）未启动运行或第一引脚上的电源关闭使主控制电路（100）停止运行时继续使散热风扇运转。

2.如权利要求1所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述主控制电路（100）包括热敏电阻（PTC1）、第一分压电阻（R1）、第二分压电阻（R2）、第二NPN三极管（Q1）、第二PNP三极管（Q2）和第三电阻（R3）以及控制开关组件（K），所述热敏电阻（PTC1）的一端连接控制开关组件（K）和第一分压电阻（R1）的一端、第一分压电阻（R1）的另一端与第二分压电阻（R2）的一端连接，第二分压电阻（R2）的另一端接地，第一分压电阻（R1）和第二分压电阻（R2）串联的连接点与第二NPN三极管（Q1）的基极相连接，第二NPN三极管（Q1）的集电极与第三电阻（R3）的一端连接，第二NPN三极管（Q1）的发射极接地，第三电阻（R3）的另一端与第二PNP三极管（Q2）的基极相连，第二PNP三极管（Q2）的集电极与散热风扇（F）正极连接，第二PNP三极管（Q2）的发射极与热敏电阻（PTC1）的另一端连接。

3.如权利要求2所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述热敏电阻（PTC1）、第一分压电阻（R1）、第二分压电阻（R2）根据***温度变化可使控制开关组件（K）导通或断开，以此控制散热风扇（F）运行或停止。

4.如权利要求3所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述控制开关组件（K）为MOS管（Q3）与第四电阻（R4）和第五电阻（R5）连接组成。

5.如权利要求4所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述控制开关组件MOS管也可用PNP型三极管和NPN型三极管组合代替。

6.如权利要求1所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述辅助电路（200）包括连接在第二引脚（PIN2）和参考地端（GND）之间的蓄能模块（201）以及连接在辅助电源引脚（PIN3）和散热风扇（F）正极之间的电子开关（202），所述蓄能模块（201）用辅助电源引脚（PIN3）提供的电能驱动电子开关（202）导通，使所述散热风扇（F）由辅助电源引脚（PIN3）供电工作。

7.如权利要求6所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述蓄能模块（201）包括依次相串联的整流二极管（D2）、限流电阻（R8）和蓄能电容（C1），其中整流二极管（D2）的阳极与第二引脚（PIN2）连接，整流二极管（D2）的阴极与限流电阻（R8）的一端连接，限流电阻（R8）的另一端与和蓄能电容（C1）的阳极连接，蓄能电容（C1）的阴极与接地端GND连接。

8.如权利要求6所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述电子开关（202）包括二极管（D1）、第一NPN型三极管（Q5）、第一PNP型三极管（Q4）、第六电阻（R6）和第七电阻（R7）；所述第七电阻（R7）的一端与蓄能模块（201）连接，第七电阻（R7）的另一端与第一 NPN型三极管（Q5）的基极相连接，第一NPN型三极管（Q5）的发射极接地，第一NPN型三极管（Q5）的集电极与第六电阻（R6）的一端连接，第六电阻（R6）的另一端与第一PNP 型三极管（Q4）的基极连接，第一PNP 型三极管（Q4）的集电极与散热风扇（F）的正极连接，第一PNP 型三极管（Q4）的发射极与二极管（D1）的阴极连接，二极管（D1）的阳极与辅助电源引脚（PIN3）连接。

9.如权利要求6所述的可智能选择电压的散热风扇控制电路，其特征在于，所述电子开关（202）可采用MOS管实现控制开关功能。

10.一种计算机，包括一散热风扇（F），其特征在于，所述散热风扇（F）的控制电路如权利要求1至9中任一项。